Um bloco de
está preso a extremidade livre de uma mola cuja constante
. o bloco é puxado do ponto de equilíbrio até
e liberado a partir do repouso. Supondo que o bloco desliza sem atrito, calcule: A energia potencial inicial do sistema.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre um bloco de 2,5 kg preso em uma mola com constante elástica $ k = 1100 , \mathrm{N/m} $. O bloco é puxado até 0,15 m da posição de equilíbrio e solto do repouso. Nosso objetivo aqui é calcular a energia potencial inicial do sistema. Para isso, vamos usar conceitos de física sobre energia potencial elástica em molas.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar qual é a fórmula da energia potencial elástica. Quando você estica ou comprime uma mola, ela armazena energia, e essa energia é dada por:
Onde:
- $ U $ é a energia potencial elástica,
- $ k $ é a constante da mola,
- $ x $ é a deformação da mola (quanto ela foi esticada ou comprimida).
Passo 3
Agora, vamos substituir os valores que temos na fórmula. Sabemos que:
- $ k = 1100 , \mathrm{N/m} $,
- $ x = 0,15 , \mathrm{m} $.
Substituindo esses valores:
Calculando o quadrado de 0,15 m:
Agora, multiplicando:
Resposta
A energia potencial inicial do sistema é aproximadamente $ 12,375 , \mathrm{J} $.